一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h1>

學(xué)習(xí)McASP管腳的使用方法，掌握音頻采集播放的原理和過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)音頻的采集與播放。

二、實(shí)驗(yàn)原理

1、原理圖

(1) 音頻接口采用的是24.576MHz（讀兆赫茲）晶振。

（2）實(shí)驗(yàn)板上共有3個(gè)音頻端口，分別是LINE IN、MIC IN和LINE OUT。

（3）音頻數(shù)據(jù)是通過(guò)I2C總線進(jìn)行讀寫(xiě)的。

（4）McASP（字母）的時(shí)鐘來(lái)自于晶振時(shí)鐘，分頻后可得到幀同步信號(hào)和位同步信號(hào)。

2、功能框圖

（1）數(shù)據(jù)精度支持 16/20/24/32 bit 。

（2）支持速率 8kHz ~ 96kHz 。即采樣率，定義了每秒從連續(xù)信號(hào)中提取并組成離散信號(hào)的采樣個(gè)數(shù)，單位時(shí)間的點(diǎn)越多聲音的信息也就越完善，當(dāng)然也就更接近于真實(shí)。

（3）控制總線可選為 SPI 或 I2C。

（4）音頻串行數(shù)據(jù)總線支持4種協(xié)議格式： I2S， 左對(duì)齊格式，右對(duì)齊格式，DSP格式。

（5）有可編程PLL 可以靈活產(chǎn)生時(shí)鐘。

3、音頻芯片功能框圖

（1)在框圖底部分別是供電部分、時(shí)鐘產(chǎn)生部分、SPI或I2C串行總線控制部分。

（2）芯片通過(guò)左右聲道采集輸入的音頻模擬信號(hào)。

（3）經(jīng)過(guò)ADC采樣后得到數(shù)字化的音頻數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)通過(guò)音頻串行總線接口傳輸?shù)紻SP。

（5）DSP處理之后的數(shù)字化音頻從DSP通過(guò)音頻串行總線接口再傳輸?shù)?a href="http://www.zgszdi.cn/tags/dac/" target="_blank">DAC。

（6）音頻經(jīng)過(guò)DAC還原為可輸出的模擬信號(hào)。

（7）最后，通過(guò)耳機(jī)或者音箱輸出音頻模擬信號(hào)。

通過(guò)框圖的講解，我們可以總結(jié)出音頻芯片的工作流程。音頻模擬信號(hào)通過(guò)左右聲道分別采樣，經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)McASP傳輸?shù)紻SP，在DSP處理完成后再通過(guò)McASP傳輸?shù)紻AC，最后經(jīng)過(guò)DAC轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后，分左右聲道輸出。

4、McASP(Multichannel Audio Serial Port) 通用音頻串行端口

（1）McASP包括發(fā)送和接收部分，它們之間可以同步運(yùn)行，也可以完全獨(dú)立地使用各自的主時(shí)鐘，位時(shí)鐘和幀同步信號(hào)，并且可以使用具有不同位流格式的傳輸模式。

（2）McASP模塊包括16個(gè)串行器，可以單獨(dú)激活來(lái)進(jìn)行發(fā)送或接收。另外， 所有的McASP引腳都可以被配置為通用輸入輸出(GPIO)引腳。

（3）McASP 傳輸模式 ：突發(fā)傳輸模式 、時(shí)分復(fù)用TDM傳輸模式 和數(shù)字音頻接口DIT傳輸模式。

5、McASP傳輸模式--時(shí)分復(fù)用模式

TDM就是時(shí)分復(fù)用模式。時(shí)分復(fù)用是指一種通過(guò)不同信道或時(shí)隙中的交叉位脈沖，同時(shí)在同一個(gè)通信媒體上傳輸多個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信號(hào)等的技術(shù)。 使用這種技術(shù)，就允許兩個(gè)以上的信號(hào)或者數(shù)據(jù)流在同一條通信線路上傳輸。每個(gè)信號(hào) 或數(shù)據(jù)流輪流占用物理通道。

（1） TDM 格式可以用于DSP芯片與一個(gè)或多個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

（2） TDM格式包括三部分：時(shí)鐘、數(shù)據(jù)和幀同步信號(hào)。

（3）一幀包括多個(gè)通道。每一個(gè)TDM幀是由幀同步信號(hào)來(lái)定義的(AFSX或AFSR)。

（4）數(shù)據(jù)傳輸是連續(xù)的，在單元之間沒(méi)有延遲。

（5）系統(tǒng)中發(fā)送端和接收端每個(gè)單元的位數(shù)要一致，因?yàn)閱卧吔绮皇怯蓭叫盘?hào)決定的

McASP 發(fā)送器和接收器支持多通道傳輸，通過(guò)TDM傳輸模式可以使用符合時(shí)分復(fù)用（TDM）格式的數(shù)據(jù)流。在這種傳輸模式下，兼容I2S協(xié)議的設(shè)備。I2S協(xié)議主要用于音頻數(shù)據(jù)的傳輸。

數(shù)據(jù)的最高位與聲道選擇信號(hào)之間會(huì)有1個(gè)bit的延遲。一幀數(shù)據(jù)里包含兩個(gè)數(shù)據(jù)單位，分別傳輸左聲道和右聲道的數(shù)據(jù)。

訪問(wèn)McASP的途徑有兩種，第一種是使能FIFO，第二種是禁用FIFO。兩種途徑都需要配置DMA總線和外配總線。

6、程序流程

程序流程設(shè)計(jì)中首先要進(jìn)行I2C和McASP的管腳復(fù)用配置，接著使能EDMA3的PSC并初始化DSP中斷，然后進(jìn)行音頻芯片的初始化，并將McASP初始化為EDMA方式。最后進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的接收交換處理并不斷輸出音頻數(shù)據(jù)。

6、源碼

管腳復(fù)用源碼

基于StarterWare控制外設(shè)時(shí)可調(diào)用對(duì)應(yīng)的API接口，無(wú)需配置復(fù)雜的寄存器。I2C和McASP管腳復(fù)用配置的函數(shù)源碼可以分別查看I2C.c和McASP.c。

DMA(Direct Memory Access)直接內(nèi)存存取

（1）CPU把數(shù)據(jù)傳送的源、目的、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)等信息交給DMA，讓DMA控制數(shù)據(jù)傳輸，在此期間，CPU可以運(yùn)行其他程序，等到DMA控制的數(shù)據(jù)傳輸完成，發(fā)送中斷告訴CPU數(shù)據(jù)傳輸完成了，讓CPU處理數(shù)據(jù)，因而提高了算法的速度。

（2）TI公司為T(mén)MS320C6748量身設(shè)計(jì)了增強(qiáng)版直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制器EDMA3。 EDMA3一共有32個(gè)通道，通道的優(yōu)先級(jí)可選，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)縫鏈接，利用EDMA，可以實(shí)現(xiàn)片內(nèi)存儲(chǔ)器、片內(nèi)外設(shè)以及外部存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

（3）增強(qiáng)型內(nèi)存直接訪問(wèn)控制器(EDMA3)是一種高性能，多通道，多線程 DMA 控制器，允許用戶編程傳輸一維和多維大量數(shù)據(jù) ，能夠不依賴CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)的搬移。

三、操作現(xiàn)象

1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)使用的硬件接口為L(zhǎng)INE IN和LINE OUT接口，所需硬件為實(shí)驗(yàn)板、仿真器、電源、音頻線、耳機(jī)和音樂(lè)播放器。本次操作是使用手機(jī)來(lái)播放音樂(lè)。

2、軟件操作

導(dǎo)入工程，選擇Demo文件夾下的對(duì)應(yīng)工程

編譯工程，生成可執(zhí)行文件

將CCS連接開(kāi)發(fā)板并加載程序

點(diǎn)擊運(yùn)行程序

通過(guò)耳機(jī)即可聽(tīng)到手機(jī)播放的音樂(lè)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先點(diǎn)擊黃色按鈕暫停程序運(yùn)行，再點(diǎn)擊紅色按鈕退出CCS與實(shí)驗(yàn)板的連接，最后實(shí)驗(yàn)箱斷電即可。